蔡自強
閆培華 YAN Peihua
郝培來 HAO Peilai
尤克增 YOU Kezeng
MR全身擴散加權(quán)成像與SPECT骨顯像對惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移灶檢出的對比研究
蔡自強CAI Ziqiang
閆培華YAN Peihua
郝培來HAO Peilai
尤克增YOU Kezeng
目的比較MR全身擴散加權(quán)成像(WB-DWI)與SPECT骨顯像在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷中的應(yīng)用價值。資料與方法30例經(jīng)病理證實的惡性腫瘤患者,均于2周內(nèi)分別行WB-DWI與SPECT骨顯像檢查。將骨骼系統(tǒng)分為8個區(qū)域觀察,顱骨、肩胛骨、胸鎖骨、肋骨、脊椎、骨盆、肱骨、股骨。比較WBDWI及SPECT骨顯像檢出的陽性病例數(shù)、病灶數(shù)量及區(qū)域。結(jié)果25例患者有骨轉(zhuǎn)移灶,受累區(qū)域共計84處,病灶數(shù)量共計204處。WB-DWI共檢出骨轉(zhuǎn)移21例,74處受累區(qū)域,193處陽性病灶;SPECT骨掃描檢出骨轉(zhuǎn)移18例,有72處受累區(qū)域,192處陽性病灶。兩種方法在診斷惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移灶陽性病例數(shù)及受累區(qū)域上差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=0.021, 0.650,P>0.05)。WB-DWI尚能檢出骨轉(zhuǎn)移灶之外的病灶共計263處,其中原發(fā)腫瘤23處,實質(zhì)臟器轉(zhuǎn)移灶61處,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶179處。結(jié)論WB-DWI和SPECT骨顯像在骨轉(zhuǎn)移瘤的檢出方面具有較好的一致性,而且WB-DWI可以發(fā)現(xiàn)更多的骨外器官及淋巴結(jié)病變,可作為診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的一種新的、無輻射的有效方法。
腫瘤轉(zhuǎn)移;骨腫瘤;磁共振成像,彌散;擴散加權(quán)成像;體層攝影術(shù),發(fā)射型計算機,單光子;對比研究
磁共振擴散加權(quán)成像(DWI)早期主要應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變的診斷[1]。近年來隨著高場磁共振,特別是3.0T MR軟件及硬件技術(shù)的發(fā)展,DWI的應(yīng)用也從神經(jīng)系統(tǒng)逐步推廣到體部[2]。磁共振全身彌散加權(quán)成像(WB-DWI)可以一次性進行大范圍掃描,并且其敏感性高,病變與正常組織結(jié)構(gòu)對比明顯,能有效協(xié)助臨床尋找惡性腫瘤原發(fā)灶部位及淋巴和遠處臟器轉(zhuǎn)移,對病變的良惡性作出初步診斷。WB-DWI在體部腫瘤及非腫瘤性病變中的應(yīng)用具有良好的前景[3,4]。本文旨在將WB-DWI與SPECT骨顯像作對比研究,評價WB-DWI在診斷惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用價值。
1.1 研究對象 收集臨沂市沂水中心醫(yī)院2010-10~2011-12經(jīng)病理檢查證實為惡性腫瘤并可疑合并骨轉(zhuǎn)移的30例患者,男18例,女12例;年齡20~77歲,平均(52.0±6.7)歲。均無MRI及SPECT檢查禁忌證。其中肺癌10例,乳腺癌6例,胃癌5例,食管癌3例,淋巴瘤3例,前列腺癌1例,肝癌1例,腎癌1例。所有患者均于2周內(nèi)行WB-DWI及SPECT掃描,并簽署知情同意書。
1.2 MRI檢查 采用Siemens Verio 3.0T超導(dǎo)型MR儀,使用全景一體化相控陣線圈、掃描床同步移動技術(shù)、syngo REVEAL軟件及磁共振并行采集技術(shù)(integrated parallel acquisition technique, iPAT)。掃描參數(shù):TR 15 700ms,TE 65ms,NEX 3,TI 230ms,層厚5.5mm,層間距0,視野 400mm×400mm,iPAT 2,矩陣160×120,b值分別為0、800s/mm2。掃描完成后對背景抑制磁共振擴散原始圖像行多平面重組(MPR)及最大密度投影(MIP)圖像重組、黑白翻轉(zhuǎn)及偽彩等處理。
1.3 SPECT檢查 采用GE Millennium MPR SPECT,經(jīng)肘靜脈注入99Tcm-MDP(555MBq),2h后行全身骨顯像。顯像設(shè)備使用低能通用準(zhǔn)直器,掃描速度為9min/m,能峰140keV,縮放比例為1.0,窗寬20%。通過從頭到足或從足到頭掃描一次性獲得全身骨顯像,常規(guī)采集前位及后位圖像,必要時加做特殊體位。
1.4 圖像分析 由2位影像科副主任醫(yī)師及2位核醫(yī)學(xué)科副主任醫(yī)師采用雙盲法進行圖像分析。醫(yī)師獲知患者基本情況,包括年齡、性別、原發(fā)病、病史,在不知其他檢查結(jié)果的情況下對WB-DWI及SPECT掃描圖像進行分析。在WB-DWI圖像中相對于周圍骨組織的高信號認為是陽性病灶(除外正常臟器的高信號,如膽囊、腸道、甲狀腺、生殖腺、脾臟、腎臟、椎間盤、脊髓、外周神經(jīng)及神經(jīng)節(jié)、口咽部淋巴結(jié)等)。SPECT掃描圖像以骨骼出現(xiàn)局部或多發(fā)、散在、不對稱的放射性濃聚或(和)缺損為陽性病灶。當(dāng)病灶符合以下條件時即確診為骨轉(zhuǎn)移灶[5]:①CT或常規(guī)MRI檢查表現(xiàn)典型;②活組織病理證實或經(jīng)隨訪顯示病灶增大或治療后病灶縮小。
將一個椎體及附件或一個骨骼記錄為1個病灶,記錄每位患者WB-DWI和SPECT分別顯示的病灶數(shù)目。將骨骼系統(tǒng)分為8個區(qū)域:顱骨、肩胛骨、胸鎖骨、肋骨、脊椎、骨盆、肱骨、股骨,將每位患者骨骼系統(tǒng)在WB-DWI出現(xiàn)異常高信號或SPECT出現(xiàn)異常濃聚時標(biāo)記為受累區(qū)域,反之則標(biāo)記為不受累區(qū)域。分別記錄30例患者WB-DWI和SPECT檢出的受累區(qū)域數(shù)。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 16.0軟件,WB-DWI和SPECT診斷結(jié)果與病理結(jié)果相符程度比較采用McNemar檢驗,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 惡性腫瘤患者的骨轉(zhuǎn)移情況 30例患者中,骨轉(zhuǎn)移經(jīng)CT掃描確診7例、經(jīng)MR掃描確診9例,經(jīng)活檢確診9例,即25例患者有骨轉(zhuǎn)移灶,受累區(qū)域共計84處,病灶數(shù)量共計204處,其分布分別為:顱骨8處,肩胛骨10處,胸鎖骨9處,肋骨52處,脊椎73處,骨盆30處,肱骨15處,股骨7處。
2.2 WB-DWI與SPECT檢出陽性病例數(shù)比較 30例患者均獲得良好的WB-DWI及SPECT掃描圖像。所有病灶WB-DWI為高信號,SPECT為核素濃聚(圖1、2)。25例有骨轉(zhuǎn)移灶的患者中,WB-DWI檢出陽性患者21例,陽性率為84%;SPECT檢出陽性患者18例,陽性率為72%,二者陽性病例檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
圖1 患者男,56歲,左肺癌并多發(fā)轉(zhuǎn)移。WB-DWI(A、B分別為全身彌散圖像及黑白翻轉(zhuǎn)圖像)示左肩胛骨、右肋骨、胸椎、骶骨、右鎖骨上及右髂血管走行區(qū)高信號(箭);SPECT(C)示左肩胛骨、右肋骨、胸椎、骶骨核素濃聚。WB-DWI右鎖骨上及右髂血管走行區(qū)腫大淋巴結(jié)所致高信號在SPECT未顯示
2.3 WB-DWI與SPECT檢出骨轉(zhuǎn)移病灶數(shù)比較WB-DWI與SPECT掃描分別檢出骨轉(zhuǎn)移病灶193處和192處,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
圖2 患者男,20歲,淋巴瘤。WB-DWI(A、B分別為全身彌散圖像及黑白翻轉(zhuǎn)圖像)示雙肩胛骨、脊椎、骨盆、雙股骨、肋骨、肝臟、雙腎、腹膜后多發(fā)高信號;SPECT(C)顯示雙肩胛骨、脊椎、骨盆、雙股骨及肋骨核素濃聚。兩者在骨轉(zhuǎn)移灶的顯示中無明顯差異,而WB-DWI尚能顯示肝腎等骨外病灶
2.4 WB-DWI與SPECT檢出受累區(qū)域比較 WBDWI及SPECT在檢出患者受累區(qū)域上差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。30例患者共240個骨骼系統(tǒng)區(qū)域中,共有84處受累區(qū)域。WB-DWI檢出74處,SPECT檢出72處,兩者的區(qū)域敏感性分別為88.1%和85.7%。WB-DWI的10處假陰性區(qū)域包括顱骨2處、胸鎖骨2處、肩胛骨2處、脊椎2處、股骨1處、肱骨1處,SPECT的12處假陰性區(qū)域包括胸鎖骨1處、脊柱3處、肩胛骨2處、骨盆3處、肋骨2處、肱骨1處。156處不受累區(qū)域中,WB-DWI判斷出124處,SPECT判斷出115處,兩者的區(qū)域特異性分別為79.5%和73.7%。WB-DWI假陽性率為20.5%,SPECT假陽性率為26.3%。見表1。
2.5 WB-DWI檢出骨骼外病變數(shù)目 WB-DWI在27例患者的骨骼系統(tǒng)轉(zhuǎn)移灶之外發(fā)現(xiàn)腫瘤病灶共263處,原發(fā)腫瘤23處,實質(zhì)臟器轉(zhuǎn)移灶61處,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶179處。
表1 WB-DWI及SPECT檢出受累區(qū)域及骨轉(zhuǎn)移病灶情況比較(處)
3.1 WB-DWI的應(yīng)用背景 惡性腫瘤是威脅人類生命的嚴(yán)重疾病之一,早期發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤,檢測其浸潤范圍及有無遠處轉(zhuǎn)移對疾病分期、選擇治療方案及預(yù)后判斷尤為重要[6]。影像學(xué)檢查是篩查轉(zhuǎn)移灶的主要手段,SPECT骨顯像作為一種核素掃描形式僅能顯示骨骼情況,不能提供軟組織和淋巴結(jié)情況[7]。鑒于此,DWI作為功能MRI的一項新技術(shù),無電離輻射,具有良好的軟組織對比和較高的空間分辨率,其應(yīng)用于惡性腫瘤的分期已表現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。
3.2 WB-DWI的基本原理 WB-DWI的成像原理是通過測量活體水分子隨機運動狀況,該過程不受擴散系數(shù)和擴散梯度強度的影響[8]。惡性腫瘤細胞繁殖旺盛,細胞密度增高,細胞外容積減少,因而磁共振表觀擴散系數(shù)值降低,在DWI上呈高信號。與SPECT相比,DWI無需造影劑,無輻射造成的危害,WB-DWI成像時間較短,通過改變擴散成像參數(shù),以相同的掃描層數(shù)、層間距和層厚對全身按5~6段進行掃描,通過自動移動,避免了受檢者的重復(fù)定位,完成一次掃描所需時間為40min左右。因受檢者均保持自由呼吸狀態(tài),使得檢查結(jié)果重復(fù)性好,而且所采集的信息量大,提高了病變組織的檢出率,尤其是惡性腫瘤及轉(zhuǎn)移灶。Takahara等[9]將DWI與短時反轉(zhuǎn)恢復(fù)(STIR)及單次激勵平面回波(EPI)等技術(shù)相結(jié)合進行三維WB-DWI,可以在自由呼吸狀態(tài)下完成薄層、無間隔、大范圍成像,并得到高信噪比、高分辨率和高對比度的影像。利用3D-MIP重組和黑白反轉(zhuǎn)技術(shù)能夠三維顯示轉(zhuǎn)移瘤,達到類似PET圖像效果,所以這種技術(shù)又稱為類“PET”[10]。
3.3 WB-DWI應(yīng)用的可行性 SPECT在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移方面的診斷價值已得到臨床高度認可,但其特異性和敏感性較差[11,12],且不能提供軟組織及淋巴結(jié)情況。PET/CT已成為惡性腫瘤診斷分期的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但其價格昂貴,限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用[13],并且二者均存在射線輻射問題。WB-DWI檢查能同時獲取多個系統(tǒng)的影像,如骨骼系統(tǒng)、胸腹部以及盆腔、淋巴結(jié)等,適用于惡性腫瘤原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移病灶征象的評估[4]。Mürtz等[14]利用WB-DWI對多種惡性腫瘤進行全身成像,發(fā)現(xiàn)WB-DWI除能顯示骨骼轉(zhuǎn)移瘤外,還能檢出原發(fā)病灶、遠處轉(zhuǎn)移灶及受累的淋巴結(jié)。DWI的出現(xiàn)使得快速全身淋巴結(jié)成像成為可能,從而對腫瘤分期提供更加豐富的信息。
本研究結(jié)果示,WB-DWI與SPECT掃描在骨轉(zhuǎn)移灶的顯示中有很好的一致性,兩種方法在診斷惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移灶陽性病例數(shù)及發(fā)生部位上差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),與牛磊等[15]的研究結(jié)果相似。WBDWI與SPECT在不同部位各有優(yōu)劣,兩者的區(qū)域敏感性相仿(88.1%對85.7%),而WB-DWI區(qū)域特異性稍高于SPECT(79.5%對73.7%)。本研究中,WBDWI的假陰性區(qū)域主要位于顱骨、胸鎖骨和肩胛骨;SPECT的假陰性區(qū)域主要位于脊柱、骨盆和肋骨,與國外研究結(jié)果相符[16]。其原因可能由于平面成像,脊柱和骨盆易受重疊影響導(dǎo)致其敏感性降低,而在WBDWI中,肩胛骨及胸鎖骨的病灶由于受頸部磁場不均勻的影響顯示欠佳,而顱骨病灶遺漏可能是由于腦組織在DWI上的高信號干擾導(dǎo)致??傊琖B-DWI除在檢出惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移病灶方面與SPECT效能相仿外,在原發(fā)腫瘤灶、淋巴結(jié)及骨外轉(zhuǎn)移灶檢出方面優(yōu)勢明顯。
3.4 展望與不足 WB-DWI在腫瘤及其轉(zhuǎn)移灶的診斷上仍存在問題:①容易漏診一些正常高信號組織的重疊,如腦、脾臟、腸道等的微小病變。②DWI空間分辨率較低,需結(jié)合常規(guī)MR掃描對病灶進行準(zhǔn)確定位。③一些良性病變?nèi)缱刁w血管瘤、新發(fā)壓縮骨折在WBDWI呈高信號,在診斷骨轉(zhuǎn)移瘤時需除外這些良性病變。④存在特異性較差、掃描時間較長、床位匹配錯位等缺點。然而,WB-DWI作為一種新的快速、無創(chuàng)、無輻射的檢查方法,在顯示骨轉(zhuǎn)移方面與SPECT無明顯差異,在肝臟及肺部等遠處轉(zhuǎn)移和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面優(yōu)于SPECT,在惡性腫瘤原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移病灶的檢出中仍有較高的價值,可與SPECT互相補充為臨床醫(yī)師提供更加全面的信息。由于本研究病例數(shù)相對較少,下一步需擴大病例數(shù)并結(jié)合大規(guī)模臨床試驗進一步研究。
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Whole Body Diffusion-weighted Imaging in Detecting Bone Metastasis of Malignant Tumor:Compared with SPECT
PurposeTo compare the value of MR whole body diffusion-weighted imaging (WB-DWI) and single-photon emission computed tomography (SPECT)in detecting bone metastasis of malignant tumor.Materials and MethodsTotally 30 patients with malignant tumors were enrolled. All patients underwent WB-DWI and SPECT within 2 weeks. The skeletal system was divided into 8 regions: skull,scapula, sternum/clavicle, ribs, spine, pelvic bone, humerus and femur. The number and the region of the lesions detected by WB-DWI and SPECT were compared.ResultsTotally 204 metastatic lesions in 84 regions of 25 patients were detected.193 lesions in 74 regions of 21 patients were detected by WB-DWI, and 192 lesions in 72 regions of 18 patients were identified by SPECT. No statistical difference was assessed between the two methods (χ2=0.021, 0.650,P>0.05). Moreover, WBDWI revealed 263 extra skeletal lesions including 23 primary tumors, 61 solid organ metastatic lesions and 179 metastatic lymph lodes.ConclusionThere are excellent consistency between WB-DWI and SPECT in detecting bone metastasis.Furthermore, WB-DWI revealed more metastases in the lymph lodes and extra skeletal organs. It can be a new, sensitive method with no radiation in detecting bone metastasis of malignant tumor.
Neoplasm metastasis; Bone neoplasms; Diffusion magnetic resonance imaging; Diffusion-weighted imaging; Tomography, emission-computed, singlephoton; Comparative study
10.3969/j.issn.1005-5185.2012.12.015
臨沂市沂水中心醫(yī)院影像中心 山東臨沂276400
蔡自強
Department of Imaging Center, the Yishui Central Hospital, Linyi 276400, China
Address Correspondence to:CAI ZiqiangE-mail: caizq001@163.com
山東省衛(wèi)生廳基金項目(2011HW024)。
中國圖書資料分類法分類號R738.1;R730.42
2012-05-03
2012-11-09
中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2012年 第20卷 第12期:932-935
Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(12): 932-935
(責(zé)任編輯 張春輝)